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焦化污水處理曝氣系統－射流器運作報告
焦化污水處理曝氣系統－射流器運作報告
遷安中化煤化工有限公司
遷安中化煤化工有限公司焦化廠焦化污水處理採用的是生化法處理。生化處理系統分兩組並聯運行，每組生化曝氣系統分兩級曝氣，分為O1曝氣池、O2曝氣池。現曝氣系統採用的是鼓風微孔曝氣方式，並隨著時間的運行，微孔曝氣管堵塞、老化開裂，氧利用率下降，抗衝擊負荷能力弱，導致曝氣池內溶氧、出水水質達不到設計目標，需定期停水放水檢修。
遷安中化煤化工有限公司針對以上情況，與成都綠水科技有限公司簽訂技術協議，向成都綠水科技有限公司採購了1套3600射流器，帶24個N40增效噴嘴在西O1曝氣池第1廊道進行了改造。
1.未進行射流曝氣改造前的水處理效果分析
（1）處理水量和水質
| 日期（月/日） | 總處理水量（m³/h） | 調節池出水COD（mg/L） | O1曝氣池出水COD（mg/L） | O2曝氣池出水COD（mg/L） |
|---|---|---|---|---|
| 4/14 | 110 | 4450 | 1040 | 405.4 |
| 4/15 | 110 | 4269 | 1033 | 405.4 |
| 4/16 | 110 | 3845 | 1278 | 490 |
| 4/17 | 110 | 5580 | 1910 | 725 |
| 4/18 | 110 | 4504 | 1049 | 433.3 |
| 4/19 | 110 | 5426 | 983 | 433.3 |
| 4/20 | 110 | 4803 | 971.7 | 400 |
| 4/21 | 110 | 4665 | 1046 | 565 |
| 4/22 | 110 | 4192 | 933 | 485.8 |
| 4/23 | 110 | 4775 | 985.9 | 599.5 |
| 4/24 | 110 | 4205 | 892 | 624.5 |
| 4/25 | 110 | 4971 | 949.5 | 656.1 |
| 4/26 | 110 | 4464 | 974.5 | 594.6 |
| 5/1 | 110 | 5689 | 907.2 | 589.7 |
| 5/2 | 110 | 4346 | 941.4 | 596.2 |
| 5/3 | 110 | 4914 | 933.4 | 561.1 |
| 5/4 | 110 | 5232 | 915 | 474.7 |
| 平均處理水量、水質 | 110 | 4725.3 | 1043.7 | 531.7 |
（2）水池有效容積
| 單元 | 單一廊道尺寸（m） | 單組總有效容積（m³） | 備註 |
|---|---|---|---|
| O1曝氣池 | 35 × 4.5 × 5.5 | 2363 | 每組3個廊道，共6個廊道 |
| O2曝氣池 | 35 × 4.5 × 5.5 | 788 | 每組1個廊道，共2個廊道 |
（3）製程運行參數
MLVSS：3500 mg/L；溶氧濃度：2 mg/L；設計水溫：30 ℃。
（4）需氧量計算
| 單元 | 處理水量（m³/h） | 實際需氧量（kg(O₂)/h） |
|---|---|---|
| O1曝氣池 | 110 | 282 |
| O2曝氣池 | 110 | 41 |
總實際需氧量：282 + 41 = 323 kg(O₂)/h。
（5）現有鼓風機供氧量、氧利用率分析
現有風機風量：50 m³/min，風壓63 kPa，裝置功率75 kW，共4台，四台全開。
總鼓風量：50 × 60 × 4 = 12000 m³/h。
供氧量：12000 × 0.21 × 1.4 = 3528 kg(O₂)/h。
現有曝氣系統的曝氣設備氧氣使用率：323 ÷ 3528 ≈ 9.15%。
（6）現有耗電量及銘牌動力效率分析
總處理水量110 m³/h時，風扇開4台。
| 類別 | 裝機功率（kW） | 數量 | 總裝機功率（kW） | 實際銘牌動力效率（kg(O₂)/kWh） |
|---|---|---|---|---|
| 鼓風機 | 75 | 4 | 300 | 323 ÷ 300 = 1.08 |
2.僅西O1池第1廊道改為射流曝氣後的水處理效果分析
（1）處理水量和水質
| 日期（月/日） | 總處理水量（m³/h） | 調節池出水COD（mg/L） | O1曝氣池出水COD（mg/L） | O2曝氣池出水COD（mg/L） |
|---|---|---|---|---|
| 5/5 | 110 | 5232 | 838.9 | 554.9 |
| 5/6 | 110 | 5014 | 816.4 | 499 |
| 5/7 | 110 | 3244 | 725.5 | 332.2 |
| 5/8 | 110 | 3277 | 679.9 | 304 |
| 5/9 | 110 | 3367 | 727.5 | 325.5 |
| 5/10 | 110 | 4517 | 617.9 | 399.2 |
| 平均處理水量、水質 | 110 | 4108.5 | 734.4 | 402.5 |
（2）需氧量計算
| 單元 | 處理水量（m³/h） | 實際需氧量（kg(O₂)/h） |
|---|---|---|
| O1曝氣池 | 110 | 265 |
| O2曝氣池 | 110 | 29 |
總實際需氧量：265 + 29 = 294 kg(O₂)/h。
（3）射流器充氧量、氧利用率分析
射流器採用鼓風加壓運轉模式，在現有鼓風機風壓63 kPa設計的條件下，射流器吸氣量為815 m³/h。依現場運作測試，現有風扇開3台，三開一備。
總鼓風量：50 × 60 × 3 = 9000 m³/h；其中射流器使用815 m³/h，現有曝氣設備使用9000 − 815 = 8185 m³/h。
以現有鼓風曝氣設備氧利用率9.15%計，其實際充氧量為8185 × 0.21 × 1.4 × 9.15% = 220.2 kg(O₂)/h。
射流曝氣實際充氧量：294 − 220.2 = 73.8 kg(O₂)/h。
噴射曝氣設備氧氣利用率：73.8 ÷ (815 × 0.21 × 1.4) ≈ 30.8%。
（4）第1廊道改造前後溶氧分析
| 序號 | 測溶氧位置 | 改造前值 | 技術要求 | 實際運作值 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 西O1第1廊道進水端1/4處 | 0.15～0.5 | 1～1.5 | 1.3～2 |
| 2 | 西O1第1廊道1/2處 | 0.2～0.7 | — | 1.8～5 |
| 3 | 西O1第1廊道出水端1/2處 | 0.5～1.5 | — | 1.3～4.5 |
（5）整個曝氣系統功耗及銘牌動力效率分析
僅西O1池第1廊道改為射流曝氣後，總處理水量110 m³/h時，風扇開啟3台。
| 類別 | 裝機功率（kW） | 數量 | 總裝機功率（kW） | 實際銘牌動力效率（kg(O₂)/kWh） |
|---|---|---|---|---|
| 鼓風機 | 75 | 3 | 75 × 3 − 20.4 = 204.6 | 220.2 ÷ 204.6 = 1.08 |
| 射流器（風機） | 815 ÷ 3000 × 75 = 20.4 | 1 | 50.4（風扇與水泵合計） | 73.8 ÷ 50.4 = 1.46 |
| 射流器（水泵） | 30 | 1 | — | — |
系統合計裝機功率：225 + 30 = 255 kW。
3、結論
從射流器改造前後的監測資料處理分析結果與能耗及實際銘牌動力效率分析看出，射流曝氣有以下優點：
- 整個曝氣系統的動力效率增加，能耗降低，總使用裝置功率由300 kW降低到255 kW。
- 射流曝氣設備氧氣利用率為30.8%，現有鼓風曝氣設備氧利用率為9.15%，前者是後者的3.4倍。
- 曝氣池的溶氧量由改造前的0.15～1.5 mg/L提高到1.3～5 mg/L。
- 射流曝氣綜合實際銘牌動力效率為1.46 kg(O₂)/kWh，相對現有鼓風曝氣系統的1.08 kg(O₂)/kWh提高了0.38 kg(O₂)/kWh，是現有鼓風曝氣設備動力效率的1.35倍。採用噴射曝氣方式，可使總使用裝置功率降低15%，由300 kW降至255 kW。
